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路网级桥梁退化预测及辅助决策系统设计研究
| 论文题名： | 路网级桥梁退化预测及辅助决策系统设计研究 |
| 关键词： | 路网级桥梁;退化预测;状况评估;管理决策 |
| 摘要： | 截至2020年底，我国公路桥梁数量已经超过91万座，由于桥梁在正常服役的过程中自身结构随时间的老化以及交通荷载与自然环境的影响，桥梁技术状况退化速度不断加快，路网内桥梁养护管理工作负担也越来越沉重。路网内桥梁技术状况退化预测与状况评估是当前路网级桥梁信息管理系统中的核心功能模块，也是桥梁信息化管理的研究重点之一。本文首先分析了国内外桥梁退化预测模型与桥梁辅助决策系统的研究现状，然后通过实际桥梁数据对比了几类预测模型在路网级桥梁退化预测中的应用情况，之后选择针对其中预测效果较好的马尔可夫预测模型计算方法进行优化，根据当前缺少路网级桥梁状况评估体系的现状，提出一种新型的综合性评估体系。最后，根据路网级桥梁管理决策的需求，设计出一套基于路网内桥梁退化预测与评估方法的桥梁辅助决策系统。本文的主要研究内容包括以下几部分： （1）对目前常见的四种桥梁退化预测方法及理论进行介绍，并通过实际路网内桥梁技术状况评分数据分别建立回归分析模型、灰色系统模型、神经网络模型与马尔可夫模型，对比这四种模型在路网级桥梁退化预测中的表现，分析这四种预测模型的优缺点以及各自的适用情况。 （2）分析了路网级马尔可夫预测模型中状态转移概率矩阵的计算方法，以逆矩阵线性方程组法和二次规划法为基础，提出一种基于逆阵优化的马尔可夫预测模型，并应用于实际的路网桥梁退化预测中，并进行分析与验证。同时，也提出了一种对路网级桥梁预测初始数据的处理方法。 （3）对路网级桥梁状况综合评估体系进行了研究，提出一种基于层次分析法(AHP)和优劣距离法(TOPSIS)的路网级桥梁状况评估与维修排序方法，并确立了相关路网级桥梁评估指标，采用模拟数据进行应用计算，分析该方法的可行性。 （4）根据当前路网级桥梁辅助决策管理需求，对桥梁辅助决策系统进行了设计研究。首先对桥梁辅助决策需求进行分析，其次对整个系统框架进行设计，然后对系统功能模块进行设计，最后对路网内桥梁各项数据的关联进行分析，建立了路网级桥梁辅助决策系统数据库。 |
| 作者： | 刘卓成 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 王晓晶;向中富 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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